유화처리된 폐식용유가 고강도 콘크리트의 공학적 특성 및 자기수축에 미치는 영향

한민철,김태청,Han, Min-Cheol,Kim, Tae-Cheong 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.3

본 연구에서는 유화처리 폐식용유(이하 EWCO)의 현장 및 실무에 적용하기 위해 적절한 혼입률을 도출하고자 유화처리 폐식용유 사용이 고강도 콘크리트의 공학적 특성 및 자기수축에 미치는 영향 등을 기존의 수축저감제와 비교 분석하였다. 실험결과, 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 먼저 유동성은 SR의 경우 치환율 0.25%에서 Plain에 비해 약 5% 저하하는 것으로 나타났고, 치환율에 따라 약 30~40% 급격히 저하하는 것으로 나타났다. 반면 EWCO의 경우는 치환율에 따라 Plain 대비 약 5~10% 정도의 다소 미미한 차이로 유동성이 저하하였다. 공기량, 단위용적질량 및 응결시간은 Plain과 거의 유사한 경향을 나타내 수축저감용 혼화제 사용에 있어 이와 같은 물성에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 압축강도는 EWCO의 경우 초기재령에서는 Plain과 거의 유사한 강도값을 나타냈고, 재령이 경과할수록 다소 저하하는 것으로 나타났다. 재령 28일에서는 치환율에 따라 약 5~10% 정도 저하하는 것으로 나타났다. 반면 SR의 경우는 초기재령에서 Plain에 비해 저하되는 것으로 나타났고, 재령 28일에서는 치환율 0.75% 이상에서 Plain과 약 11~12% 정도 강도가 저감되는 것으로 나타났다. 자기수축은 EWCO의 경우 치환율에 따라 Plain 대비 약 14~33% 저감되는 것으로 나타났고, SR의 경우는 약 16~29% 저감되는 것으로 나타났다. 이상을 종합해보면 EWCO를 자기수축저감제로 사용할 경우 유동성 및 공기량에 큰 영향이 없으며, 기존의 SR에 비교하여도 자기수축 저감성능이 우수한 것으로 판단되는바 강도저하 측면을 고려하고 실무의 경제성을 고려시 EWCO 0.5~0.75% 전후가 효과적인 것으로 판단된다. This study investigates the engineering properties of the high strength concrete depending on dosages and types of shrinkage reduction agent. Test results showed that for the properties of fresh concrete, the addition of the conventional shrinkage reduction agent (SR) of 0.25% decreased slump flow up to 40% as compared with control concrete, whereas the addition of the emulsified waste cooking oil (EWCO) decreased slump flow of only 5% to 10%. Other properties of fresh concrete with the agents, namely air content, unit weight and setting time, were similar to the results of the control concrete. For the properties of hardened concrete, the compressive strength of the concrete with SR decreased at both early and later stage. However, the compressive strength of the concrete with EWCO was similar to the control concrete at early age, but decreased at later stage (up to 10% reduction at 28 days). For the effect of the agents on autogenous shrinkage of the concretes, the addition of EWCO decreased up to 33%, whereas that of SR decreased up to 29%. Hence, it can be said that the addition of EWCO in high strength concrete has an effect on reducing the autogenous shrinkage as compared with a conventional agent and only slight influence on the slump flow and air content of concrete. By taking all aspects of using EWCO, it is concluded that the optimum content of EWCO will be in the range of between 0.5% and 0.75%.

순환 석회암골재를 사용한 초고강도 콘크리트의 특성

한민철,현승용,문병룡,Han, Min-Cheol,Hyun, Seung-Yong,Moon, Byeong-Yong 한국건설순환자원학회 2018 한국건설순환자원학회지 Vol.13 No.1

폐석분 및 바텀애시를 사용한 인공경량골재의 융제(Flux) 종류에 따른 밀도 및 흡수율 특성

한민철,신재경,Han, Min-Cheol,Shin, Jae-Kyung 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.3

본 연구에서는 인공경량골재의 주요 물성인 밀도 및 흡수율의 성능 향상을 위하여 융제 종류 및 첨가율에 따른 밀도 및 흡수율 특성을 검토하였다. 실험결과, 화학제품의 융제 사용에 관한 특성으로, $Na_2CO_3$ 및 $CaSO_4$는 경우 낮은 소성온도에서 소성이 가능하나, 흡수율이 증가하였고, $CaCO_3$, NaOH, $Fe_2O_3$는 첨가율이 증가할수록 흡수율은 낮아졌으나, 절건밀도가 높아지는 것으로 나타나 융제로서 부적합하였다. $Na_2SO_4$의 사용한 경우에는 절건밀도 $1.35{\sim}1.50g/cm^3$와 상대적으로 낮은 흡수율로 융제로서 가장 적합하였다. 산업부산물의 융제 사용에 관한 특성으로 유리연마 슬러지는 절건밀도 $1.45{\sim}1.55g/cm^3$ 및 흡수율 9~12 %로 흡수율이 높게 나타났다. 고로슬래그 미분말은 첨가율이 증가할수록 밀도는 높아지고 흡수율은 낮아지는 것으로 나타났다. 산화슬래그는 첨가율 10 %에서 절건밀도 $1.46g/cm^3$, 흡수율 8,5 %로 낮은 절건밀도와 흡수율을 갖는 양질의 인공경량골재를 제조할 수 있었다. In this paper, the physical properties of lightweight aggregate such as density and water absorption according to addition ratio and type of flux were investigated. When using $Na_2CO_3$ as flux of lightweight aggregate, burnability was available at low burning temperature and water absorption increased. And as increasing addition ratio of $CaCO_3$, NaOH, $Fe_2O_3$, absorption decreased and $CaCO_3$, NaOH, $Fe_2O_3$ were considered improper to use flux of lightweight aggregate because of high dried density. $Na_2SO_4$ was proper to use flux of lightweight aggregate due to dried density $1.35{\sim}1.50g/cm^3$ and lower absorption. When using glass abrasive sludge as flux of lightweight aggregate, dried density and water absorption were in the range of $1.45{\sim}1.55g/cm^3$ and 9~12% respectively. It was indicated that as increasing addition ratio of blast furnace slag powder, density increased whereas absorption decreased. In use of oxidizing slag as flux, artificial lightweight aggregate which have dried density $1.46g/cm^3$, water absorption 8,5 % can be manufactured at 10 % of addition ratio.

13mm 이하 순환굵은골재 치환이 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향

한민철,강병회,Han, Min-Cheol,Kang, Byeong-Heo 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.1

The objective of this paper is to investigate experimentally the effect of the substitution of recycled aggregates under 13mm on the properties of the concrete using coarse aggregate with size of 13~25mm. Recycled aggregate under 13mm were substituted to the concrete ranged from 10% to 100%. To compare the properties with the case of recycled aggregate, crushed stone with smaller than 13mm was also substituted to the concrete by 20% and 40%. Test results showed that increase of recycled aggregate under 13mm resulted in the increase of slump and compressive strength compared with plain mixture, which was made with only aggregate with 13~25mm size. This is due to the dense gradation of aggregate in association with addition of relatively small particle. It is thought that the use of recycled aggregate under 13mm along with 30% contributes to the quality improvement of the concrete made with only 13~25mm aggregate. 본 연구에서는 현행 레미콘사에서 콘크리트 제조 시 13mm 이하 굵은골재의 부족으로 인한 품질저하가 발생하는 문제를 해결하기 위하여 13mm 이하 순환굵은골재를 치환하여 콘크리트의 제반특성을 검토하였다. 실험변수로 13mm 이하 순환 굵은골재를 13~25mm 굵은골재에 10~100%까지 치환사용하여 콘크리트의 품질에 대해 분석하였다. 실험결과 13mm 이하 순환 굵은골재 치환사용으로 유동성이 증가하였으며, 공기량은 골재간의 공극충전효과로 인해 감소하였다. 또한 골재간의 연속입도 구성으로 콘크리트 내부에 공극이 감소되어 강도의 향상과 건조수축이 감소하였다, 이상을 종합하면 13mm 이하 순환 굵은골재를 13~25mm 굵은골재만 사용한 콘크리트에 30% 내외 치환사용시 콘크리트의 품질이 향상되는 것으로 나타났다.

혼화재 종류가 콘크리트의 공학적 특성 및 건조수축에 미치는 영향

한민철,Han, Min-Cheol 한국건축시공학회 2009 한국건축시공학회지 Vol.9 No.5

In this paper, the engineering properties and estimation of drying shrinkage of concrete incorporating fly ash (FA), blast furnace slag (BS) and cement kiln dust (CKD) were discussed. FA, BS and CKD contents ranged from 0% to 20%. Water to binder ratio (W/B) also ranged from 40 to 50 %, with a 5% interval. For estimating drying shrinkage, an exponential model proposed by the author was applied, According to results, the use of FA, BS and CKD resulted in a decrease of flowability and air contents. As expected, the use of admixtures also decreases the early age strength of concrete, while at later age, due to a pozzolanic reaction of FA and BS, the compressive strength was recovered to a value comparable with that of plain concrete. For drying shrinkage, the use of admixtures led to an increase in the drying shrinkage of concrete. The exponential model suggested by the author showed good agreement between the calculated and experimental values both at early age and at later age. 본 연구에서는 실무에서 주로 사용되고 있는 FA, 35 및 CKD 치환률에 따른 콘크리트의 기초적 물성 및 건조수축에 미치는 영향을 분석하고 이를 토대로 건조수축 해석을 실시하여 혼화재가 콘크리트의 건조수축에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 한다. 실험변수로서 혼화재 치환률은 $0{\sim}20%$ 수준으로 결정하였고, W/B는 $40{\sim}50%$의 수준으로 결정하였다. 건조수축해석을 위해 지수함수모델을 적용하였다. 연구결과에 따르면, 혼화재 치환율이 증가함에 따라 유동성 및 공기량이 감소하였으며 초기압축 강도가 저하됨을 확인 하였다. 건조수축 특성으로 혼화재 치환률이 증가함에 따라 건조수축은 증가하는 경향을 보였으며, 건조수축 해석결과 지수함수 모델이 측정치를 양호하게 추정함을 알 수 있었고, 혼화재의 영향을 고려할 필요성이 제기되었다.

등가재령방법에 의한 혼화재 종류별 콘크리트의 압축강도 증진해석

한민철,한천구,Han, Min-Cheol,Han, Cheon-Goo 한국건축시공학회 2007 한국건축시공학회지 Vol.7 No.1

This paper is to investigate the effect of the curing temperature on strength development of concrete incorporating cement kiln dust(CKD) and blast furnace slag (BS) quantitatively. Estimation of the compressive strength of the concrete was conducted using the equivalent age equation and the rate constant model proposed by Carino. Correction of Carino model was studied to secure the accuracy of strength development estimation by introducing correction factors regarding rate constant and age. An increasing curing temperature results in an increase in strength at early age, but with the elapse of age, strength development at high curing temperature decreases compared with that at low curing temperature. Especially, the use of BS has a remarkable strength development at early age and even at later age, high strength is maintained due to accelerated pozzolanic activity resulting from high temperature. Whereas, at low curing temperature, the use of BS leads to a decrease in compressive strength. Accordingly, much attention should be paid to prevent strength loss at low temperature. Based on the strength development estimation using equivalent age equation, good agreements between measured strength and calculated strength are obtained.

식물성 유지 및 폐식용유를 사용한 고강도 콘크리트의 자기수축 및 공학적 특성

한민철,이동규,Han, Min-Cheol,Lee, Dong-Gyu 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.3

본 연구에서는 콩기름과 자원 재활용 차원의 폐식용유의 새로운 자기수축 저감방안으로서의 가능성을 검토하고자 수축저감제 및 팽창재와 비교 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. SO 및 WO는 Plain에 비해 유동성이 소폭 저하되었으나 공기량에서는 큰 차이를 보이지 않았고, 강도결과는 재령 28일에 유지류에서 약간의 저하가 발생하였지만 대부분의 수준에서 양호한 결과를 나타냈다. 자기수축 저감효과는 SO와 WO가 RS 및 EA보다 우수함을 확인할 수 있었는데, 이는 SO과 WO의 지방산이 시멘트 수화물 중 $Ca(OH)_2$와 가수분해 반응을 진행하여 지방산 칼슘염을 생성하게 되는데, 이러한 생성물들이 콘크리트 경화체내의 모세관 공극을 충전시켜 수축완화 작용에 기인한 것으로 사료된다. 공극분포 측정결과 SO 및 WO의 경우 치환율에 상관없이 $0.01{\sim}0.1{\mu}m$ 사이즈의 공극이 0 ml/g으로 나타났으며, $10{\sim}100{\mu}m$ 사이즈의 공극이 매우 적은 것으로 나타나 유지류가 콘크리트의 미세공극을 충전해주는 역할을 하는 것으로 판단된다. This study investigated possibilities for a new reducing shrinkage method of soybean oil(SO) and waste oil(WO) to compare with shrinkage reducing agent(RS) and expansion additive(EA). There was no big difference to flow, air contents, and compressive strength of plain to use SO and WO. For the reducing shrinkage performance, SO and WO was more effective than RS and EA, because their fatty acid reacted with calcium hydroxide of concrete to turn soap. For the pore distribution by porosimter, $0.01{\sim}0.1{\mu}m$ pores of SO and WO were 0 ml/g, and $10{\sim}100{\mu}m$ also remarkably lower than any others. In these results, it inferred that they filled up capillary pore and mitigated autogenous shrinkage by their saponification of their fatty acid and calcium hydroxide.

혼화재 종류 변화에 따른 저온조건하 콘크리트의 초기강도 발현 특성

한민철,Han, Min-Cheol 한국건축시공학회 2007 한국건축시공학회지 Vol.7 No.4

In this paper, tests are carried out in order to investigate the strength development of concrete under various binder types, W/B and curing temperature ranged from $5{\sim}20^{\circ}C$. Fly ash and blast furnace slag were incorporated by as much as 30%, respectively. Strength development of concrete are estimated using Logistic model and strength ratio of concrete at 28days to that at early age are also investigated. According to experimental results, it is found that good agreements are obtained between measured values and calculated ones using logistic model below $20^{\circ}C$. Strength ratio of concrete at 28days to that at early age increases in case W/B decreases and curing temperature increases. Tables and graphs for strength ratio of concrete are provided in this paper. It is capable of obtaining and predicting the periods to attain design strength by considering increment factor of strength easily with the table and graphs presented in this paper. This paper presents the reference data to decide removal time of form, time to reach target strength and strength inspection of remicon whether the test specimens meet the specified criteria of compressive strength. Multi regression models with respect to the relationship between 7days compressive strength and 28 days compressive strength depending on W/B and admixture types are presented.

폐식용유를 사용한 고강도 모르터의 자기수축 및 공학적 특성

한민철,송일범,Han, Min-Cheol,Song, Ri-Fan 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.1

본 연구에서는 폐식용유에 의한 고강도 모르터의 기초적 및 자기수축 특성을 팽창재, 수축저감제를 사용한 경우와 비교 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 유동성은 폐식용유의 경우 Plain에 비해 다소 적게 나타났고, 치환율의 증가에 따라서도 감소하였다. 반면, 수축저감제는 Plain보다 증가하는 것으로 나타났고, 팽창재는 치환율의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도의 경우 폐식용유 및 수축저감제에서는 상호 유사한 경향을 나타내었는데, 초기 재령에서는 플레인 배합에 비해 다소 작은 값을 나타내었지만, 재령 91일에서는 거의 유사한 강도를 나타내었으며, 팽창재는 전반 재령에서 모두 Plain보다 높은 강도를 나타내었다. 자기수축 특성을 볼때 수축저감제, 폐식용유, 팽창재 순으로 수축저감효과가 양호한 것으로 나타났는데, 특히 폐식용유의 자기수축 저감효과는 수축저감제와 큰 차이를 보이지 않았고, 팽창재에 비해 양호한 것을 알 수 있었다. The objective of this paper is to explore the possibility of reuse of waste vegetable oil (WO) as an autogenous shrinkage reducer for high strength concrete and to compare the amount of autogenous shrinkage of the mortar using existing shrinkage reducing agent(SR) and expansive additives(EA). According to test results, as the dosages of WO increased, flow value exhibited to decrease, while the use of SR increased flow value. For the effect of WO on strength, although the use of SR and WO resulted in a slight decrease in compressive strength at early age, at 91 days they had similar strength level of the plain mixture. For autogenous shrinkage, as expected, the addition of WO, SR and EA resulted in a decrease of autogeneous shrinkage considerably especially, WO had superiority in autogenous shrinkage reducing effect compared with the case of SR and EA.

폐유지류가 혼화재 다량 치환 콘크리트의 내구성에 미치는 영향

한민철,우대훈,Han, Min-Cheol,Woo, Dae-Hoon 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.3

본 연구에서는 폐유지류가 혼화재 다량 치환콘크리트의 내구성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 한다. 플라이애시 30% 및 고로슬래그 60% 치환한 콘크리트를 대상으로 기초적 물성과, 탄산화저항성, 동결융해저항성, 염해 저항성 및 황산염 침투저항성을 고찰하고 세공구조를 측정하였다. 본 연구에 사용된 폐유지류는 유동성 저하를 방지하기 위하여 유화처리된 폐유지류(ERCO)를 사용하였고, 혼입률은 1.0%까지로 결정하였다. 연구결과에 따르면, 슬럼프 및 공기량은 ERCO 혼입에 따라 감소하는 경향을 보였고, 압축강도는 ERCO혼입에 따라 28일강도는 다소 저하하나 180일 강도의 경우 ERCO혼입과 동등이상의 값을 보였다. 또한, ERCO 혼입에 따른 내염해, 탄산화, 황산염 및 동결융해 저항성에 대하여 분석한 결과로는 염화물 침투저항성 및 탄산화 침투 저항성은 ERCO 혼입률 증가에 따라 저항성이 향상되나, 동결융해 저항성은 저하되는 것으로 나타났다. This paper is to investigate an effect of waste cooking oil(WCO) on the engineering properties and durability of high volume admixture concrete. Fly ash with 30% and blast furnace slag with 60% were incorporated in OPC to fabricate high volume admixture concrete with 0.5 of W/B. Emulsified refining cooking oil(ERCO) was made by mixing WCO and emulsifying agent to improve fluidity. ERCO was replaced by cement from 0.25 to 1.0%. As results, the increase of ERCO resulted in decrease of slump and air contents. For compressive strength, the use of ERCO led to decrease the compressive strength at 28 days, while it had similar strength or much higher strength than plain concrete at 180 days. Resistance to carbonation and chloride penetration was improved with the increase of ERCO contents due to decreased pore distribution by saponification between ERCO and concrete, while freeze-thaw resistance was degraded due to air loss.